Высокоэффективная керамика из нитрида кремния для промышленных нужд: высокая твердость и теплоизоляция

Высокоэффективная керамика из нитрида кремния для промышленных нужд: высокая твердость и теплоизоляция

Введение
Керамика из нитрида кремния (Si₃N₄) - это высокоэффективный передовой керамический материал, получаемый путем высокотемпературного спекания порошка нитрида кремния. Он славится уникальным сочетанием свойств, включая чрезвычайно высокую твердость, выдающуюся ударную вязкость, отличную теплоизоляцию (низкую теплопроводность) и замечательную термостойкость. Этот материал превосходно работает в экстремальных условиях, что делает его идеальным выбором для решения задач, связанных с износостойкостью, теплоизоляцией и снижением веса во многих высокотехнологичных отраслях промышленности.

Применение
Используя свои свойства твердости и теплоизоляции, керамика из нитрида кремния широко используется в различных высокотехнологичных секторах:

• Высокотемпературные изоляционные компоненты: Используется в качестве футеровки печей и защитных трубок для термопар в металлургической и стекольной промышленности, эффективно снижая потери тепла и выдерживая высокие температуры.

• Износостойкие уплотнительные применения: Служит кольцами механических уплотнений для насосов, особенно в высокотемпературных и высококоррозионных средах, где их твердость и износостойкость обеспечивают долгий срок службы и надежность.

• Аэрокосмическая промышленность: Используется в компонентах двигателей и футеровках камер сгорания, используя их высокотемпературную стойкость, теплоизоляцию и легкость (по сравнению с металлами).

• Электронная промышленность: Используется в качестве лопаток и роликов в диффузионных печах и оборудовании CVD для производства полупроводников, где их высокая чистота и теплоизоляция предотвращают загрязнение и теплопередачу.

• Военная защита: Используется в прозрачной броне и баллистической керамике, так как их высокая твердость эффективно противостоит ударам.

Преимущества

1. Высокая твердость и износостойкость: Высокая твердость по Виккерсу, уступающая только нескольким материалам, с чрезвычайно отличной износостойкостью и длительным сроком службы.

2. Отличная теплоизоляция (низкая теплопроводность): Теплопроводность намного ниже, чем у металлов, что делает его отличным высокотемпературным изоляционным материалом, который эффективно блокирует теплопередачу, экономя энергию и снижая потребление.

3. Высокая прочность и высокая вязкость: Ударная вязкость в несколько раз превышает вязкость керамики из оксида алюминия, с отличной устойчивостью к механическим и термическим ударам и меньшей склонностью к хрупкому разрушению.

4. Высокая температура и коррозионная стойкость: Сохраняет прочность при высоких температурах до 1200°C и обладает хорошей устойчивостью к большинству кислот и щелочей.

5. Низкая плотность и самосмазывание: Легкий вес, снижающий нагрузку на систему, и низкий коэффициент трения для более плавной работы.

Таблица характеристик

Процесс производства
Нитрирование порошка кремния высокой чистоты → Получение порошка нитрида кремния → Добавление спекающих добавок → Шаровое измельчение и смешивание → Распылительная грануляция → Сухое прессование/Холодное изостатическое прессование (CIP) → Спекание под давлением газа (GPS) или Горячее прессование (HP) → Прецизионная обработка (алмазное шлифование) → Неразрушающий контроль → Инспекция готовой продукции.

Инструкции по применению

1. Предварительная установка: Проверьте керамический компонент на наличие дефектов, таких как трещины или сколы. Хотя он обладает относительно хорошей прочностью, он все же является хрупким материалом, и его следует защищать от грубого воздействия.

2. Во время установки: Обеспечьте равномерное приложение силы. Для уплотнений используйте специализированные инструменты для равномерной затяжки болтов, чтобы предотвратить повреждение от одностороннего напряжения.

3. Эксплуатация: Хотя он обладает хорошей термостойкостью, все же рекомендуется избегать резких и сильных перепадов температуры, чтобы продлить срок его службы.

4. Техническое обслуживание: Регулярно проверяйте состояние системы. При обнаружении аномального износа или ухудшения характеристик немедленно проведите расследование и замените.

Послепродажное обслуживание
Мы предоставляем профессиональные технические консультации и поддержку при выборе. Гарантийный срок на продукцию составляет 12 месяцев. Поддерживаются нестандартные размеры, предоставляются подробные отчеты об испытаниях характеристик продукции и руководство по использованию. Мы 承诺 (обязуемся) бесплатный ремонт или замену при проблемах, вызванных дефектами материала или производства.

FAQ
В1: Что тверже, керамика из нитрида кремния или керамика из оксида алюминия?
A1: Твердость по Виккерсу керамики из нитрида кремния (HV 1400-1600) немного ниже, чем у керамики из оксида алюминия высокой чистоты (HV 1600+), но ее ударная вязкость намного выше, что обеспечивает ей большую общую устойчивость к повреждениям и лучшую ударопрочность.

В2: Является ли его теплоизоляционная способность лучше, чем у керамики из диоксида циркония?
A2: Нет. Керамика из диоксида циркония имеет очень низкую теплопроводность (~2-3 Вт/м·K) и является отличным теплоизолятором. Теплопроводность нитрида кремния (15-25 Вт/м·K) выше, чем у диоксида циркония, но все же значительно ниже, чем у металлов, что относит его к категории теплоизоляционных материалов, в то время как его механическая прочность намного выше, чем у диоксида циркония.

В3: Почему он намного дороже керамики из оксида алюминия?
A3: Основными причинами являются высокие затраты на сырье и сложные процессы спекания. Порошок нитрида кремния трудно получить, и для этого требуется высокотемпературное спекание в атмосфере азота под высоким давлением, что приводит к высоким затратам на оборудование и энергопотребление.